El observatorio gravitacional lunar podría observar el 70 por ciento del universo

El observatorio gravitacional lunar podría observar el 70 por ciento del universo

El observatorio gravitacional lunar pudo observar el 70 por ciento del universo

La Tierra es un lugar muy ajetreado donde resulta frustrante hacer astronomía gravitacional. Hay una calma absoluta en la Luna y también un vacío, lo que la convierte en un lugar ideal para un observatorio gravitacional. Los detectores de gravedad lunar deberían ser increíblemente sensibles. Podrían abrirnos la puerta a suficiente física nueva y, al mismo tiempo, dar sentido a una presencia permanente en la luna. La NASA tiene algo en que pensar

Observatorio gravitacional en la luna. Crédito: Karan Jani.

La detección de ondas gravitacionales es un asunto delicado. Necesita dispositivos extremadamente sensibles que sean muy sensibles a las perturbaciones externas. Al mismo tiempo, el país está lleno de choques, ya sean de origen natural o como resultado de diversas actividades humanas. La observación profesional de ondas gravitacionales es devastadora. Pero, ¿y si construyéramos un observatorio gravitacional en la luna? Esto es exactamente lo que proponen Karan Jani de Vanderbilt College y Avi Loeb de Harvard Harvard College.

Karan Jani. Crédito: Vanderbilt College.

En la Tierra, detectamos ondas gravitacionales de eventos que pertenecen bastante a los más energéticos de todo el universo. Como las colisiones de agujeros negros de estrellas de neutrones. Pero bastantes de ellos ocurren a millones de millones y miles de millones de años luz de distancia, y solo una milésima parte del tamaño de un fotón llenará la Tierra de realidad. Los dispositivos muy grandes e increíblemente sensibles quieren detectar algo como esto, que por supuesto están constantemente influenciados por todo tipo de ruido y vibraciones del entorno.

Jani y Loeb sugieren observar ondas gravitacionales en la luna. Recientemente introdujeron el concepto del Observatorio Lunar de Ondas Gravitacionales para Cosmología (GLOC), que podríamos construir en la superficie de la Luna. Hay una calma aterradora en comparación con la Tierra. La luna también está temblando, pero los terremotos lunares son mucho más débiles y menos frecuentes que los terrestres. Otra ventaja es que prácticamente existe un vacío en la Luna, mientras que en la Tierra tenemos que crear y mantener laboriosamente tales condiciones.

Logotipo. Crédito: Vanderbilt College.

Debido al entorno lunar, el observatorio GLOC debería ser mucho más sensible para detectar ondas gravitacionales que los observatorios terrestres. Según los autores de la propuesta, un observatorio lunar de este tipo debería poder captar ondas gravitacionales del 70 por ciento del universo observable. También debería detectar ondas gravitacionales a frecuencias que son prácticamente indetectables en la Tierra por las razones anteriores. Suena muy prometedor.

Como dice Loeb, la Luna es ideal para la astronomía gravitacional. No tiene atmósfera ni actividad sísmica más fuerte. El observatorio GLOC podría ofrecer la sensibilidad única de los detectores de gravedad y, con un poco de suerte, podría llevarnos a una nueva física. Según Loeb, podría ser una joya en la corona de la ciencia lunar. Por supuesto, construir un observatorio de este tipo no será fácil, pero valdría la pena.

Video: El astrofísico de Vanderbilt describe los planes para el observatorio principal de ondas gravitacionales en la luna

Literatura

Vanderbilt College 21. 7 .2021.

Revista de cosmología y astropartículas Física en línea 24. 6. 2021.

Discusión:

Los “beneficios” en sí mismos

Pavel K2 , 2021-07-25 18: 36: 14

Entonces en la Luna tendría las “ventajas” de que sería necesario cavar alfombras profundas para alcanzar al menos una pequeña distancia decente con una gran redondez de la Luna, y también sería necesario despegar de la Tierra no solo con tres bases, sino también con sus módulos de aterrizaje. Además, en astronomía gravitacional, el blindaje por la masa de la Luna no tiene ningún efecto (positivo). Así que arrojaría casi cualquier elmag a la luna. receptor (telescopio, etc.), lo que tendría muchas ventajas, pero el receptor de gravedad es bastante absurdo, solo complica toda la situación.

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Re: Los mismos “beneficios”

Zdeněk Kratochvíl , 2021-07-25 19: 34: 43

Quizás alguien del foch evaluará si es un problema mayor construir una tecnología probada y comprobada en la Luna, o colocar (probablemente mucho más fácil) una tecnología mucho más exigente (extremadamente exigente) en centros de liberación o Aún más. No lo sé.
No tiene por qué ser tan malo con esos rigoles, con una longitud de hombros de 4 km como quizás lo tenga LIGO, para la Luna se estima que tiene un poco más de dos metros de profundidad en el medio. Quizás se encontraría en una depresión del terreno muy leve. El problema está en los demás, estoy de acuerdo, simplemente no sé qué tan grande es el problema con la nueva tecnología en el espacio en el futuro previsible.

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Re: Los mismos “beneficios”

Y yo tengo, 2021-07-25 19: 37: 18

los aparejos no son necesarios, es posible usar un enlace que se puede ensamblar robóticamente desde un poste
El vacío es posible debido a la inmovilidad del rayo láser, no debido al obstáculo a las ondas gravitacionales. estos son los terremotos más pequeños que cualquier otra cosa

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Re: Re: Mismos “beneficios”

Jan Novák9 , 2021-07-25 20: 47: 03

Las barras tendrían problemas de dilatación térmica, un cambio de 280 ° entre la sombra y el sol. Al menos el físico final tendría que estar bajo tierra o al menos toda la estructura a la sombra.

El dispositivo en el punto de calibración puede ser 3D y así cubrir el 100% del universo, además puede ser de cualquier tamaño.

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Re: Re: Re: Mismos “beneficios”

Peter Somatz , 2021-07-25 21: 16: 23

La calibración de esa nave espacial, en mi opinión, estará al límite de las posibilidades humanas. La sonda flotante, que debe estar en una posición con una precisión de cien milésimas del diámetro del protón, mientras que los pesos de prueba / superficies reflectantes también se verán afectados por la presión de luca otros rayos cósmicos en sí … Tal vez el observatorio lunar esté no es mala idea.

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Re: Los mismos “beneficios”

Karel Pohl , 2021-07-26 00: 33: 03

No puedes proteger las ondas gravitacionales de nada. LIGO / VIRGO también eliminará los truenos de la tormenta, un tren que pasa, sísmica … así que el problema aquí en la Tierra es proteger la vibración de los espejos causada por estas influencias … caería en la Luna. Además, se eliminan el enfriamiento y el vacío. Probablemente no sea un problema construir una estación en la pared del cráter, creo que hay suficientes a más de 5 m sobre el nivel del terreno circundante. Todo lo que tiene que hacer es cubrir todo contra la radiación, después de todo, una aspiradora es un aislante bastante decente, por lo que probablemente tampoco sea un problema. El. revista. el espectro ya está bastante bien cubierto desde la Tierra, respectivamente. sondas espaciales, otro agujero será sellado por el JWST planeado, sería más problemático conseguir un espejo de 40 metros a la Luna, de modo que tengamos algo más grande que en la Tierra (ELT). Escribí sobre el proyecto eLISA, sus ventajas y desventajas a continuación. Prefiero combinar ambos proyectos: una base lunar en el lado opuesto dos espejos para órbitas estacionarias alrededor de la Luna.

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Centros de vibración

D. Pera , 2021-07-25 17: 17:22

Pensé que se estaba considerando el establecimiento de un observatorio de gravedad espacial, donde los dispositivos individuales estarían ubicados en los centros de liberación alrededor de la Tierra. Las distancias largas aumentarían drásticamente la sensibilidad. ¿No se está considerando ya eso? ¿Qué ventaja tendría el observatorio lunar sobre esto?

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Re: Librační centra

Karel Pohl , 2021-07-26 00: 00: 14

La misión eLISA todavía está planeada, se entregará alrededor de 2034, pero la sensibilidad será un poco peor que la del LIGO actual, porque es un poco problemático enfocar la señal a una distancia de 2,5 millones de km. en el cubo reflectante si cae una señal del orden de cientos de pW más altos, la medición de la distancia será con una precisión de 10 cm. Gracias a la gran longitud del brazo, el detector eLISA será adecuado para la detección de frecuencias completamente diferentes, en el orden de milihercios (LIGO, VIRGO 10 Hz – 10 kHz), por lo que será posible monitorear otros eventos, como EMRI. . En el punto de liberación, básicamente no hay posibilidad de ningún servicio, si algo más sustancial falla en una de las sondas, la misión se cancela. Las sondas solo alimentan sus paneles solares, por lo que la potencia de los láseres no puede ser ninguna: la potencia planificada de los láseres para las sondas eLISA es de 2 W. No hará brazos tan largos en la Luna, pero todo lo demás es bastante “sin problemas”, aspira un poco mejor que con LIGA, molestias mínimas y además transportarás la estación de servicio allí: -)

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Re: Re: Librační centra

D. Pera , 2021-07-26 00: 36:00

Gracias por la interesante información. De lo contrario, el problema con la curvatura de la superficie lunar, que se mencionó aquí en la discusión, tal vez debería resolverse eligiendo crestas de terreno adecuadas.

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Re: Re: Re: Librační centra

Karel Pohl , 2021-07-26 00: 47: 16

Exactamente, la superficie de la Luna no es tan plana como para que sea necesario construir unos mástiles o alfombras.

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Re: Re: Re: Re: Librační centra

Peter Somatz , 2021-07-26 12: 09: 08

Con una esfera perfecta con un radio de la luna, de modo que se puedan ver 2 cuerpos a una distancia de 100 km, deben estar a una altura de 720 m. Si lo hago bien. 🙂 ¿Qué puede ser un mes durante un mes?

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Re: Re: Re: Re: Re: Librační centra

D. Pera , 2021-07-26 13: 02: 08

¿Por qué exactamente 100 km? LIGO y VIRGO tienen 4 brazos largos, respectivamente. 3 kilómetros

Respuesta


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Librační centra

Peter Somatz , 2021-07-26 15: 46: 24

Solo como ejemplo. Entiendo que cuanto más largos son los hombros, más sensible es el dispositivo. eLISA tiene un hombro de 1-5 millones de km. Al mismo tiempo, practiqué el teorema de Pitágoras. 🙂

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Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Librační centra

Karel Pohl , 2021-07-27 13: 19: 27

Extender los brazos le dará un rango de frecuencia diferente. P.ej. con una longitud de brazo de 100.000 km y una onda gravitacional con una frecuencia de 10 Hz, un total de 3 ondas pasan a través del brazo antes de que la señal de un extremo del brazo llegue al otro. La primera detección fue del orden de decenas a cientos de Hz. Como no está descartado cambiar el rango de frecuencia alrededor de 0,1 Hz, podría haber colisiones de agujeros negros de tamaño medio, por ejemplo, con una estrella de neutrones. Pero no es cierto que cambiar la longitud de los brazos aumente la sensibilidad. Puede aumentar la sensibilidad eliminando el ruido, modulando la frecuencia del láser o aumentando la precisión de detección de la señal resultante.

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Contribución profesional promulgar discusión debe estar conectado

Fuente: Osel.cz

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